我的世界潜水艇教程,为什么潜艇里的艇员可以通过潜望镜看到外面行驶的船只呢?
潜望镜…perⅰscops
是水下潜艇观察了望重要的舰艇载设备、是观察水面目标、低洼坑道侦察了望的特殊“望远镜”。
主要应用于潜艇、坦克、坑道以及一些双座飞机后座飞行员的观察。(陆上潜望镜)(双座飞机固定式后座观察潜望镜)(从潜望镜内观察到的水上目标)(拆解用于科普的潜艇“潜望镜)潜艇…潜望镜的构成由一根钢管(多节可收伸缩式)、与望远镜相同、唯一就是另加了两个反光镜、使物光径两次反射而折向观察者的眼睛👀
潜艇的潜望镜专用伸缩式桅杆、最高可达到6米、两端按装有梭镜和透镜、可将视野放大1X到6X、可全方位观察……(浮出水面的潜艇:两个潜望镜桅杆、一个雷达桅杆、一个通信桅杆)(潜艇桅杆的组成)潜艇…潜望镜在潜艇的行驶和作战、发挥了不可替代的巨大作用、潜望镜受到复杂海况、风浪影响、潜望镜使用也受到限制。
随着科技进步、一种反潜搜索雷达已经开始在潜艇是得到应用、那么未来肯定会出现比“潜望镜”性能更加优良的设备,完全替代“镜片”式光学“潜望镜”。
潜艇是根据什么原理制造的?
“诺第留斯号”潜水艇为长70米,宽8米的细长纺锤型潜艇,是根据阿基米德原理制造出来的,以电力为动力。航行性能极好,最高航速可达50海里每小时。
这是一艘理想化的潜艇,船的驱动完全靠电力供给,而电力则是从海水提取钠,将钠与汞混合,组成一种用来替代本生蓄电池单元中锌元素的合金,再转化成电后取得的,储存在电池里。
潜艇动力装置:
1、柴电动力
最早期曾经尝试过做为潜艇动力来源的有压缩空气、人力、蒸气、燃油和电力等等。而真正成熟的第一种潜艇动力来源是以柴油机配合电动马达(柴电)做为共同的动力来源。
第一次世界大战之前,潜艇开始使用柴油机配合电动马达作为潜艇的动力来源。这种动力是第一种潜艇用机械动力。柴油机负责潜艇在水面上航行以及为电瓶充电的动力来源,在水面下,潜艇使用预先储备在电瓶中的电力航行。由于电瓶所能够储存的电力必须提供全舰设备使用,即使采取很低的速度,也无法在水面下长时间的航行,必须浮上水面充电。后来出现的呼吸管则使得潜艇的潜航能力增加。
呼吸管在第二次世界大战前由荷兰开发出来,其后由德国进一步的改良并首先使用在他们的潜艇上面。呼吸管的基本构造很简单,就是一个可以伸长的通气管,将外界的空气引导至柴油引擎,产生的废气也经由呼吸管排送出去,另外再附加防止海水进入以及将进入的海水排除的管线。
2、核动力
核动力是继柴电动力之后发展的又一种动力。核动力的原理是通过核子反应炉产生的高温让蒸汽机中产生蒸气之后驱动蒸气涡轮机,来带动螺旋桨或者是发电机产生动力。
最早成功在潜艇上安装核子反应炉的是美国海军的鹦鹉螺号潜艇,全世界公开宣称拥有核子动力的国家有5个,其中以美国和俄罗斯的使用比例最高。美国甚至在1958年宣布不再建造非核动力潜艇。
核动力潜艇相比于传统的柴电潜艇,具有动力输出大,动力续航高(由于核动力潜艇的燃料的补充更换通常在10年以上,相比于仅仅几周或几月的柴电动力潜艇要大大增加,所以也通常被视为无限续航),速度快等优点。
但核动力潜艇却有技术难度大,稳定性差,建造费用高,噪音大以及维护要求高的缺点。核电池的出现,解决了这些问题,意味着可以批量的制造超越常规性能的潜艇。
常规潜艇充电的发动机是自然吸气还是涡轮增压?
目前一般常规潜艇使用的是涡轮增压技术,但早几十年前的老艇都是机械增压和常规自然吸气。但要说当前最先进的常规潜艇,它们既不是自然吸气,也不是涡轮增压。
二战时期的潜艇就都是自然吸气式,后来很快变成了机械增压柴油机技术。这种技术采用的是机械传动式压气机为发动机提高效率。所以从机械增压模式开始的那一刻,我们已经可以肯定后面会出现涡轮增压机的潜艇了。
机械增压柴油机虽然有着减轻重量和增加功效的优点,但在功耗上却大大增加了,这使得常规潜艇的经济性和续航性进一步恶化。再加上越来越紧张的现代战场已经不容许潜艇如二战时那样慢吞吞的耸动,对潜艇的武器使用、水下航速、排水速度、隐蔽性等都有了更高的要求。这样,涡轮增压在潜艇上的应用很快就到来了。
一般我们想到常规潜艇时,总会想到德国。这个被限制的国家无法研究核潜艇,故而在常规潜艇技术上一直都处于领先地位。潜艇用涡轮废气增压柴油机是德国人的得意技术,早在20世纪80年代MTU公司就完成了MTU396SB83/84两款具备涡轮增压功能的潜艇柴油机。这两种柴油机都安装了大容积排气冷却消音器,可以将涡轮使用过的废气进行降噪处理,大大提高潜艇的隐蔽能力。如今潜艇涡轮增压技术已经不是什么秘密,未来是属于AIP技术的。
上图,法国皮尔斯蒂克PA6-280型柴油机,属于世界上应用非常广泛的船用涡轮增压柴油机,包括许多柴电潜艇都在用。这款我国有生产许可证。
396系列早已拥有一大堆后代,德国最先进的MTU4000系列潜艇改型U83已经变得犹如科幻了,它也是涡轮增压机。
现代常规潜艇的进步之路是AIP(Air Independent Propulsion)技术,通过改变动力运行的方式来促使潜艇获得安静、长期的水下航行极限。技术先进的AIP潜艇甚至能达到几十天的水下运行,远超过老式柴电艇“充电12时,运行一昼夜”的性能。
一般AIP潜艇技术主要分为三种:
1.闭循环柴油机
2.斯特林发动机
3.燃料电池技术
“闭循环柴油机”技术是AIP技术的先驱,现在其实已经被淘汰。说起来与涡轮增压有点像,都是利用废气的技术。不过它是对废气里的二氧化碳进行冷却回收,作为工质进行循环利用,涡轮增压起来没毛病。
“斯特林发动机”就是“热气机”,它其实也是“闭循环”,关键是这种东西不排废气,也不用燃烧室外的空气。所以在外太空都可以使用,它不吸气啊。
“燃料电池技术”顾名思义,一种通过化学效应的发电装置,根本连物理发动机都不需要了,涡轮增压是八竿子也打不着。
所以你明白了吗?自然吸气——机械增压——涡轮增压——AIP技术这就是常规潜艇的一个进步过程,不同的时代特征。
王司徒原创,感谢您的阅读,谢谢您的支持。
潜艇在水下是怎么通讯的?
潜艇在水下的通讯联络方式有两种:
一,水中通讯——利用声呐设备:
为了达到隐蔽的目的,潜艇大部分时间是在深水活动,声音在空气中的传播速度为每秒340米,而在水中高达每秒1435米。
有一种水下通信声呐,它能向水中发射长短不一的声波信号,组成电报的密码,或将语言和声波相互转换来通话,它的任务是保证潜艇的集群活动或配合其它兵力通讯联络需要;敌我识别声呐是在水下偶然发现水面或水下潜艇时,用对口令的方式判断敌我,这种声呐发出一个特殊的信号(口令)询问对方,对方若是自己的潜艇,就回答一个信号,若不是就收不到信号,即使收到也不能正确回话。
水中使用声纳是严格控制的,因为容易被敌方截获。
二,在水中与外界通讯——利用无线电波
潜艇要遂行军事任务必须要与外界有安全可靠的通信方式,短波在水中不能使用,因为短波在水中衰减得太快,为了解决此问题,可以采用浮标天线或浮力天线,即把天线通过一根长长的绳索施放到水面,这样潜艇在水下也可发射信号。
实际上,这样仍然存在一个潜艇自我暴露的问题,因为潜艇在远距离用短波通信,其信号本身就不保密,可能被敌方截获破译,并测出潜艇的位置,而且露出水面的浮标天线也有被敌方雷达探测到的可能。
目前潜艇在水下如不施放通讯浮标,是无法主动与岸上联络的,所以核潜艇只能被动地单方面接收岸上的无线电超长波信号或极长波信号,这是岸上向潜艇通信的主要方式。 超长波的波长为1万到10万米,它能从空中钻入水里,在水中的衰耗比较小,穿透海水的深度最大可达30米,使水下的潜艇接收到岸上发来的电波。
极长波的波长大于10万米,几乎可以在全球范围内实现对潜通信,穿透水层的深度达200米以上,即使在最大距离上也可达到水下80米左右。 美国海军威斯康星州极长波通信试验基地于1972年做发射试验,一艘远在4600千米以外的大西洋水下120米处的美国黑?号核潜艇接收到了该台的信号。
由于超长波和极长波发射设施非常庞大,占地达数平方千米,在潜艇上不可能安装,所以只能建在陆地,对潜艇来说,超长波通信和极长波通信只是单向广播式的通信,如果潜艇要接收岸上指挥机构的指令,必须按规定的时间和频率接收。
潜艇在水下接收这种长波信号的深度是依据岸上长波发射台的发射功率大小决定的。由于极长波在单位时间内传送的信息量少,所以通讯速度很慢。据试验,发送20个英文字母需用几十分钟时间,只能给核潜艇发送一些预先规定好的简单易懂的信号,如给弹道导弹核潜艇发送发射核弹的命令等。
随着激光技术的发展,人们又把目光投向卫星对潜激光通信。激光是极高频、频段在10千千赫以上(波长 3—30微米)的电磁波,通过卫星将信息发送或反射至潜艇。激光通信传输速率快,比极长波系统快几十万倍,具有方向性好、亮度高、能量集中、保密性强和有很强的抗核破坏能力等特性。
激光通信设备可以做得轻便而经济,尤其天线小,一般天线仅几十厘米,重量不过几千克。激光通信的这些特点,可使潜艇在水下最佳安全巡航状态完成通讯任务。
世界有哪些国家制作出了无人潜艇?
一、部署过核潜艇的国家:
目前有核潜艇的国家只有美、俄、英、法、中。
但印度曾于90年代租赁了苏联一艘C级核潜艇,用它培训了一批艇员。后因为出了事故才提前退还。说明印度曾经部署过核潜艇。
2004年俄罗斯工业局和本国的阿穆尔造船厂(即共青城造船厂)签署了为印度建造2艘阿库拉-2级核潜艇(海豹号和虎号)的协议,合同价值16亿美元,印度已经预支了1亿美元,并正式签了协议,使用期为5年,至今没有确切消息证实是否已经到货。